WO2023204245A1 - 弾性波装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2023204245A1
WO2023204245A1 PCT/JP2023/015606 JP2023015606W WO2023204245A1 WO 2023204245 A1 WO2023204245 A1 WO 2023204245A1 JP 2023015606 W JP2023015606 W JP 2023015606W WO 2023204245 A1 WO2023204245 A1 WO 2023204245A1
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piezoelectric layer
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wave device
dielectric film
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昌和 三村
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device and a method for manufacturing the same.
  • acoustic wave devices including a piezoelectric layer made of lithium niobate or lithium tantalate are known.
  • Patent Document 1 discloses a support in which a cavity is formed, a piezoelectric substrate provided on the support so as to overlap with the cavity, and a piezoelectric substrate provided on the piezoelectric substrate so as to overlap with the cavity.
  • An acoustic wave device is provided with an IDT (Interdigital Transducer) electrode provided, and a plate wave is excited by the IDT electrode, wherein an edge of the cavity portion is provided with a plate wave excited by the IDT electrode.
  • An elastic wave device is disclosed that does not include a straight portion extending parallel to the propagation direction of the wave.
  • Patent Document 2 discloses a supporting substrate, a piezoelectric layer provided on the supporting substrate, a functional electrode provided on the piezoelectric layer, and a functional electrode provided on the piezoelectric layer, facing each other.
  • a first electrode film and a second electrode film that are at the same potential and have different potentials, and a region located between the first electrode film and the second electrode film in a plan view is an electrode film.
  • the piezoelectric layer in at least a part of the inter-electrode film region is defined as an inter-membrane region, and a region directly under the electrode film is defined as a region that overlaps with the first electrode film or the second electrode film in plan view.
  • An acoustic wave device is disclosed in which the thickness is thinner than the thickness of the piezoelectric layer in the region immediately below the electrode film.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 in an acoustic wave device in which a piezoelectric layer is formed on a support substrate and an electrode film is formed on the piezoelectric layer, an electric signal is applied to the electrode film. Then, a voltage is applied not only to the resonator section necessary to obtain the desired characteristics but also to the piezoelectric layer between the wiring lines. In that case, bulk waves are excited in the thickness direction (Z direction) of the support substrate. If this bulk wave is picked up, there is a risk that fine ripples will occur in the device characteristics.
  • Patent Document 2 discloses a technique for suppressing the excitation of bulk waves and suppressing ripples by removing the piezoelectric layer between wiring lines.
  • this method it is unavoidable that a certain amount of the piezoelectric layer protrudes from the wiring electrodes, so ripples due to bulk waves being excited in the protruding portions of the piezoelectric layer between the wirings become a problem. Therefore, it has been difficult to completely suppress ripples.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device that can reduce the influence of ripples caused by bulk waves on device characteristics. Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned elastic wave device.
  • the elastic wave device of the present invention includes a support member having an energy trapping layer on one main surface, a piezoelectric layer provided on the one main surface of the support member so as to cover the energy trapping layer, and at least one of the piezoelectric layers.
  • a functional electrode is provided on the main surface of the piezoelectric layer and at least partially overlaps the energy trapping layer when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer; and a dielectric film.
  • the piezoelectric layer includes a functional electrode section provided with the functional electrode, and a portion other than the functional electrode section.
  • the dielectric film is provided at least on the functional electrode section. The thickness of at least a portion of the dielectric film provided in the functional electrode portion is greater than the thickness of the dielectric film provided in a portion other than the functional electrode portion.
  • the method for manufacturing an acoustic wave device of the present invention includes: a support member having an energy trapping layer on one main surface; a piezoelectric layer provided on the one main surface of the support member so as to cover the energy trapping layer; a functional electrode provided on at least one main surface of the layer, at least a portion of which overlaps the energy trapping layer when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer, the piezoelectric layer having the functional electrode provided thereon; a step of preparing an intermediate structure consisting of a functional electrode portion and a portion other than the functional electrode portion; and a step of preparing an intermediate structure consisting of a functional electrode portion and a portion other than the functional electrode portion; forming a dielectric film on the intermediate structure; and at least a portion of the dielectric film provided on the functional electrode portion has a thickness of at least a portion of the dielectric film provided on a portion other than the functional electrode portion. adjusting the thickness of the dielectric film formed on the intermediate structure so that the thickness of the dielectric film
  • an elastic wave device that can reduce the influence of ripples caused by bulk waves on device characteristics. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing the above elastic wave device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the layout of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing a region where bulk waves are excited in the elastic wave device shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a functional electrode section in the acoustic wave device shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric film provided in the functional electrode section.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of the dielectric film provided in the functional electrode section.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the layout of the elastic wave device according to the first embodiment of the
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric film provided in a portion other than the functional electrode portion.
  • FIG. 8A is a graph showing an example of resonator characteristics in a narrow band.
  • FIG. 8B is a graph showing an example of resonator characteristics in a wide band.
  • FIG. 9A is a graph showing an example of bulk wave characteristics in a narrow band.
  • FIG. 9B is a graph showing an example of bulk wave characteristics in a wide band.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a portion other than the functional electrode portion used in the simulation.
  • FIGS. 11A to 11H are graphs showing simulation results.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of a functional electrode section in an elastic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an example of the process of preparing an intermediate structure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an example of the process of forming a dielectric film on the intermediate structure.
  • 15A and 15B are cross-sectional views schematically showing an example of a process of adjusting the thickness of a dielectric film formed in an intermediate structure.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing another example of the process of forming a dielectric film on the intermediate structure.
  • FIG. 17A and 17B are cross-sectional views schematically showing another example of the process of adjusting the thickness of the dielectric film formed in the intermediate structure.
  • FIG. 18 is a sectional view schematically showing another example of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing the appearance of an example of an elastic wave device that utilizes bulk waves in thickness shear mode.
  • FIG. 20 is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer of the acoustic wave device shown in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 19.
  • FIG. 22 is a schematic front sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric film of the acoustic wave device.
  • FIG. 20 is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer of the acoustic wave device shown in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a portion taken along line
  • FIG. 23 is a schematic front sectional view for explaining a thickness shear mode bulk wave propagating through a piezoelectric layer of an elastic wave device.
  • FIG. 24 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness shear mode.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG. 19.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between d/2p and the fractional band as a resonator of an acoustic wave device, where p is the distance between the centers of adjacent electrodes and d is the thickness of the piezoelectric layer.
  • FIG. 27 is a plan view of another example of an elastic wave device that utilizes thickness-shear mode bulk waves.
  • FIG. 28 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG. 19.
  • FIG. 29 is a diagram showing the relationship between the fractional band and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious when a large number of elastic wave resonators are configured according to the present embodiment. It is.
  • FIG. 30 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • FIG. 31 is a diagram showing a map of the fractional band with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • FIG. 32 is a partially cutaway perspective view for explaining an example of an elastic wave device that uses Lamb waves.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view schematically showing an example of an elastic wave device that uses bulk waves.
  • the acoustic wave device of the present invention includes a piezoelectric layer made of lithium niobate or lithium tantalate, a first electrode and a first electrode facing each other in a direction crossing the thickness direction of the piezoelectric layer. 2 electrodes.
  • a bulk wave in a thickness shear mode such as a primary thickness shear mode is used.
  • the first electrode and the second electrode are adjacent electrodes, and when the thickness of the piezoelectric layer is d and the distance between the centers of the first electrode and the second electrode is p, d/ p is set to be 0.5 or less.
  • the Q value can be increased even when miniaturization is promoted.
  • Lamb waves are used as plate waves. Then, resonance characteristics due to the Lamb wave described above can be obtained.
  • the acoustic wave device of the present invention includes a piezoelectric layer, and an upper electrode and a lower electrode that face each other in the thickness direction of the piezoelectric layer with the piezoelectric layer in between.
  • the piezoelectric layer is made of, for example, lithium niobate or lithium tantalate, preferably made of lithium niobate single crystal or lithium tantalate single crystal.
  • bulk waves are utilized.
  • the energy confinement layer is a cavity.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an elastic wave device according to a first embodiment of the present invention.
  • the acoustic wave device 10 shown in FIG. 1 includes a support member 20, a piezoelectric layer 30, a functional electrode 32, and a dielectric film 40.
  • the support member 20 has a cavity 21 that is an example of an energy trapping layer.
  • the cavity 21 may or may not penetrate the support member 20 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1).
  • a cavity 21 is provided so as to penetrate the support member 20 in the thickness direction.
  • the support member 20 has the cavity 21 on one main surface (the upper main surface in FIG. 1).
  • the support member 20 includes a support substrate.
  • the support substrate is made of silicon (Si), for example.
  • the support member 20 may have an intermediate layer (also referred to as a bonding layer or an insulating layer) on one main surface on which the piezoelectric layer 30 is provided.
  • the support member 20 may include a support substrate and an intermediate layer provided between the support substrate and the piezoelectric layer.
  • the intermediate layer is made of silicon oxide (SiO x ), such as silicon dioxide (SiO 2 ), for example.
  • the cavity 21 may be provided so as to penetrate the intermediate layer in the thickness direction, or the cavity 21 may be provided so as not to penetrate the intermediate layer in the thickness direction. may be provided.
  • the piezoelectric layer 30 is provided on one main surface of the support member 20 so as to cover the cavity 21.
  • the piezoelectric layer 30 is made of, for example, lithium niobate (LiNbO x ) or lithium tantalate (LiTaO x ). In that case, the piezoelectric layer 30 may be composed of LiNbO 3 or LiTaO 3 .
  • the functional electrode 32 is provided on at least one main surface of the piezoelectric layer 30, and at least partially overlaps with the cavity 21 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 30 (vertical direction in FIG. 1).
  • the functional electrode 32 may be provided so that the entirety thereof overlaps with the cavity 21, or a part of the functional electrode 32 may be provided so as to overlap with the cavity 21. .
  • the piezoelectric layer 30 consists of a functional electrode part 31A in which the functional electrode 32 is provided, and a part 31B other than the functional electrode part.
  • the functional electrode section 31A corresponds to a resonator section.
  • the functional electrode 32 provided in the functional electrode section 31A is, for example, an IDT electrode provided on one main surface of the piezoelectric layer 30.
  • the portion 31B other than the functional electrode portion is, for example, a routing wiring portion.
  • a wiring electrode 33 connected to the functional electrode 32 is provided in the portion 31B other than the functional electrode portion.
  • the wiring electrode 33 is, for example, a two-layer wiring.
  • the dielectric film 40 is provided on the main surface (the upper main surface in FIG. 1) of the piezoelectric layer 30 opposite to the cavity 21, and is provided on at least the functional electrode section 31A.
  • the dielectric film 40 may be provided on the functional electrode portion 31A and the portion 31B other than the functional electrode portion on the main surface of the piezoelectric layer 30 opposite to the cavity portion 21 (the upper main surface in FIG. 1). , may be provided only in the functional electrode section 31A.
  • the dielectric film 40 is made of, for example, silicon oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride such as Si 3 N 4 , silicon oxynitride, tantalum pentoxide, or the like.
  • the dielectric film 40 By forming the dielectric film 40 on the piezoelectric layer 30, it is possible to differentiate the frequencies of the resonators within the same substrate and to adjust the frequencies of the resonators.
  • the thickness of the dielectric film 40 provided on the piezoelectric layer 30 is different between the functional electrode portion 31A, which is the resonator portion, and the portion 31B other than the functional electrode portion. Specifically, the thickness of at least a portion of the dielectric film 40 provided in the functional electrode portion 31A is greater than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion. Thereby, the generation frequency of the bulk wave and the frequency band used by the device can be shifted. Therefore, the influence of ripples caused by bulk waves on device characteristics can be reduced.
  • the overall thickness of the dielectric film 40 provided in the functional electrode portion 31A may be larger than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion, and The thickness of a portion of the dielectric film 40 provided in the portion 31B may be greater than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion. Further, the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion may be zero. That is, the dielectric film 40 may not be provided in the portion 31B other than the functional electrode portion.
  • the vibration excited in the resonator part and the Both of the excited vibrations are thickness shear vibrations excited by an electric field in the planar direction of the piezoelectric layer 30. That is, the wave used for device characteristics in the resonator section and the bulk wave excited in the lead-out wiring section are both the same and are excited in approximately the same frequency band. Therefore, by making the dielectric film of the routing wiring part thinner than the dielectric film of the resonator part, the frequency at which bulk waves are generated can be made higher than the frequency of the device.
  • XBAR Transversally-Excited Film Bulk Acoustic Resonator
  • a dielectric film has been formed on a piezoelectric layer in order to differentiate the frequencies of resonators within the same substrate and to adjust the frequency of the resonators.
  • a dielectric film of the thickness required for the resonator on the lower frequency side is deposited on the entire surface of the piezoelectric layer, and then the resonator on the higher frequency side
  • a common method is to selectively etch the upper dielectric film.
  • the dielectric film on the resonator on the higher frequency side is selectively etched, so that the dielectric film on the resonator on the lower frequency side is etched selectively.
  • the thickness of the dielectric film is equal to the thickness of the dielectric film in the portion other than the resonator portion.
  • the thickness of the dielectric film is larger in the parts other than the resonator part than in the resonator part.
  • the thickness of the dielectric film provided in the resonator part is equal to the thickness of the dielectric film provided in the parts other than the resonator part, or Generally, the thickness is smaller than the thickness of the dielectric film provided in the other parts.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the layout of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is created based on FIG. 19 of US Patent Application Publication No. 2020/0021271.
  • functional electrode parts X1A and X1B, X2A and X2C, X2B and X2D, X3, X4A and X4C, X4B and X4D, and X5A and X5B are arranged symmetrically with respect to the central axis shown by the dashed line. There is.
  • FIG. 3 is a plan view showing a region where bulk waves are excited in the elastic wave device shown in FIG. 2.
  • a bulk wave is excited in a region (shaded region in FIG. 3) sandwiched between wiring electrodes (IN, OUT, GND) of different potentials.
  • the thickness of the dielectric film in this area determines the frequency of the bulk wave. Therefore, the thickness of the dielectric film in this portion is made thinner than the thickness of the dielectric film in the functional electrode portion.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a functional electrode section in the acoustic wave device shown in FIG. 2.
  • the functional electrode 32 has a comb-shaped electrode structure as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric film provided in the functional electrode section.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of the dielectric film provided in the functional electrode section. Note that FIGS. 5 and 6 show cross sections taken along line AA in FIG. 4.
  • the frequency of the elastic wave excited in the functional electrode portion (resonator portion) described above is higher than the thickness of the portion indicated by T1 (that is, the thickness of the dielectric film 40 provided on the functional electrode 32). This is because the thickness of the portion indicated by (that is, the thickness of the dielectric film 40 provided on the piezoelectric layer 30 between the electrode fingers of the functional electrode 32) has a large influence.
  • the "thickness of the dielectric film provided in the functional electrode section" refers to the thickness of the portion indicated by T2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a dielectric film provided in a portion other than the functional electrode portion. Note that FIG. 7 shows a cross section taken along line BB in FIG.
  • the dielectric film 40 When the dielectric film 40 is provided on the piezoelectric layer 30 and the wiring electrode 33 as shown in FIG. Represents the thickness of the indicated part.
  • the above-mentioned bulk wave is excited in the piezoelectric layer 30 in a region between the wiring electrodes 33 where no electrode is formed. Therefore, what mainly determines the frequency at which bulk waves are excited is the thickness of the piezoelectric layer 30 and dielectric film 40 in this part, so the thickness of the part indicated by t2 (i.e., the part other than the functional electrode part)
  • the thickness of the dielectric film 40 provided on the piezoelectric layer 30 where no electrode is formed between the wiring electrodes 33 having different potentials is related to the excitation frequency of the bulk wave.
  • the thickness of the portion indicated by t1 that is, the thickness of the dielectric film 40 provided on the wiring electrode 33
  • FIG. 8A is a graph showing an example of resonator characteristics in a narrow band.
  • FIG. 8B is a graph showing an example of resonator characteristics in a wide band.
  • FIG. 9A is a graph showing an example of bulk wave characteristics in a narrow band.
  • FIG. 9B is a graph showing an example of bulk wave characteristics in a wide band.
  • the waves used for device characteristics in the functional electrode part (resonator part) and the bulk waves excited in parts other than the functional electrode part (routing wiring part, etc.) are the same, and are almost the same. excited in the same frequency band.
  • the bulk wave response shown in FIGS. 9A and 9B can be made to have a higher frequency, and the frequency of the resonator and the frequency of the bulk wave response can be shifted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of parts other than the functional electrode part used in the simulation.
  • an electric field is applied to the piezoelectric layer 30 by the electric signal applied to the wiring electrode 33, and an elastic wave is excited and radiated.
  • a simulation was performed in which this was reflected on the bottom surface of the support member 20 and was again converted into an electric signal by the piezoelectric layer 30 and the wiring electrode 33.
  • the support member 20 includes a support substrate 20A and an intermediate layer 20B.
  • FIG. 10 shows the materials and thicknesses of the support substrate 20A, intermediate layer 20B, piezoelectric layer 30, and dielectric film 40.
  • FIGS. 11A to 11H are graphs showing simulation results.
  • the energy confinement layer is an acoustic reflection layer.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of a functional electrode part in an elastic wave device according to a second embodiment of the present invention.
  • the acoustic wave device 10A shown in FIG. 12 includes a support member 20, a piezoelectric layer 30, a functional electrode 32, and a dielectric film 40.
  • the support member 20 has an acoustic reflection layer 22, which is another example of an energy trapping layer, on one main surface (the upper main surface in FIG. 12).
  • the acoustic reflective layer 22 is a so-called acoustic Bragg reflector.
  • the acoustic reflection layer 22 includes a first layer 22A having a first acoustic impedance, and a second layer 22B laminated on the first layer 22A and having a second acoustic impedance higher than the first acoustic impedance. As shown in FIG. 12, in the acoustic reflection layer 22, it is preferable that first layers 22A and second layers 22B are alternately laminated.
  • the acoustic impedance of the first layer 22A is lower than the acoustic impedance of the second layer 22B.
  • the first layer 22A is made of silicon oxide (SiO x ) such as silicon dioxide (SiO 2 ), for example.
  • the first layer 22A may be made of an inorganic oxide other than silicon oxide or a metal such as Al or Ti.
  • the acoustic impedance of the second layer 22B is higher than the acoustic impedance of the first layer 22A.
  • the second layer 22B is made of, for example, a metal such as Pt, W, Mo, or Ta, or a dielectric such as tungsten oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, hafnium nitride, or aluminum nitride.
  • the support member 20 includes a support substrate.
  • the support member 20 may have an intermediate layer on one main surface on which the piezoelectric layer 30 is provided.
  • the support member 20 may include a support substrate and an intermediate layer provided between the support substrate and the piezoelectric layer.
  • the piezoelectric layer 30 is provided on one main surface of the support member 20 so as to cover the acoustic reflection layer 22.
  • the functional electrode 32 is provided on at least one main surface of the piezoelectric layer 30, and at least partially overlaps with the acoustic reflection layer 22 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 30 (vertical direction in FIG. 12).
  • the functional electrode 32 may be provided so that all of it overlaps with the acoustic reflection layer 22, or a part of the functional electrode 32 may be provided so that it overlaps with the acoustic reflection layer 22. Good too.
  • the piezoelectric layer 30 consists of a functional electrode section 31A in which the functional electrode 32 is provided, and a portion other than the functional electrode section (not shown).
  • the functional electrode section 31A corresponds to a resonator section.
  • the dielectric film 40 is provided on the main surface (the upper main surface in FIG. 12) of the piezoelectric layer 30 opposite to the acoustic reflection layer 22, and is provided on at least the functional electrode section 31A.
  • the dielectric film 40 is provided on the functional electrode portion 31A and a portion (not shown) other than the functional electrode portion on the main surface of the piezoelectric layer 30 opposite to the acoustic reflective layer 22 (the upper main surface in FIG. 12). Alternatively, it may be provided only in the functional electrode section 31A.
  • the thickness of at least a portion of the dielectric film 40 provided in the functional electrode portion 31A is the same as the thickness of the dielectric film 40 provided in a portion other than the functional electrode portion. larger than Thereby, the generation frequency of the bulk wave and the frequency band used by the device can be shifted. Therefore, the influence of ripples caused by bulk waves on device characteristics can be reduced.
  • the overall thickness of the dielectric film 40 provided on the functional electrode portion 31A may be larger than the thickness of the dielectric film 40 provided on the portion other than the functional electrode portion, and The thickness of a portion of the dielectric film 40 provided may be larger than the thickness of the dielectric film 40 provided in a portion other than the functional electrode portion. Further, the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion other than the functional electrode portion may be zero. That is, the dielectric film 40 does not need to be provided in parts other than the functional electrode part.
  • the method for manufacturing an acoustic wave device of the present invention includes the steps of preparing an intermediate structure, forming a dielectric film on the intermediate structure, and adjusting the thickness of the dielectric film formed on the intermediate structure. and a step of doing so.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing an example of the process of preparing an intermediate structure.
  • an intermediate structure 50 including a support member 20, a piezoelectric layer 30, and a functional electrode 32 is prepared.
  • the support member 20 has an energy trapping layer such as a cavity 21 on one main surface (the upper main surface in FIG. 13).
  • the energy confinement layer may be, for example, the acoustic reflective layer 22 (see FIG. 12).
  • the piezoelectric layer 30 is provided on one main surface of the support member 20 so as to cover the energy trapping layer such as the cavity 21 .
  • the functional electrode 32 is provided on at least one main surface of the piezoelectric layer 30, and at least partially overlaps with the energy confinement layer such as the cavity 21 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 30 (vertical direction in FIG. 13).
  • the piezoelectric layer 30 consists of a functional electrode part 31A in which the functional electrode 32 is provided, and a part 31B other than the functional electrode part.
  • the functional electrode section 31A corresponds to a resonator section.
  • the portion 31B other than the functional electrode portion is, for example, a routing wiring portion.
  • a wiring electrode 33 connected to the functional electrode 32 is provided in the portion 31B other than the functional electrode portion.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing an example of the process of forming a dielectric film on the intermediate structure.
  • an intermediate structure 50 is formed so as to cover at least the functional electrode section 31A.
  • a dielectric film 40 is formed thereon.
  • the intermediate structure 50 is placed so as to cover the functional electrode section 31A and the portion 31B other than the functional electrode section.
  • the dielectric film 40 may be formed on the intermediate structure 50 so as to cover only the functional electrode portion 31A.
  • a thick dielectric film 40 is formed over the entire piezoelectric layer 30 on the support member 20.
  • FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views schematically showing an example of the process of adjusting the thickness of the dielectric film formed in the intermediate structure.
  • the thickness of at least a portion of the dielectric film 40 provided in the functional electrode portion 31A is greater than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion.
  • the thickness of the dielectric film 40 formed on the intermediate structure 50 is adjusted so that it becomes larger.
  • the overall thickness of the dielectric film 40 provided in the functional electrode portion 31A may be larger than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion, and The thickness of a portion of the dielectric film 40 provided in the portion 31B may be greater than the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion. Further, the thickness of the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion may be zero. That is, the dielectric film 40 may not be provided in the portion 31B other than the functional electrode portion.
  • the dielectric film 40 provided in the portion 31B other than the functional electrode portion is removed.
  • the resist 51 is formed only on the functional electrode portion 31A, and the dielectric film 40 provided on the portion 31B other than the functional electrode portion is removed by etching.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing another example of the process of forming a dielectric film on the intermediate structure.
  • a thin dielectric film 40 is formed over the entire piezoelectric layer 30 on the support member 20.
  • FIGS. 17A and 17B are cross-sectional views schematically showing another example of the process of adjusting the thickness of the dielectric film formed in the intermediate structure.
  • a dielectric film 40 is further formed on the dielectric film 40 provided in the functional electrode section 31A.
  • a resist 51 is formed on the portion 31B other than the functional electrode portion, and a dielectric film 40 is further formed on the dielectric film 40 provided on the functional electrode portion 31A.
  • the elastic wave device 10 shown in FIG. 15B or 17B is obtained.
  • the elastic wave device of the present invention is not limited to the above embodiments, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention regarding the configuration, manufacturing conditions, etc. of the elastic wave device.
  • the functional electrode is provided on the side opposite to the support member, but if the energy confinement layer is a cavity, the functional electrode may be provided on the support member side.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing another example of the elastic wave device according to the first embodiment of the present invention.
  • the functional electrode 32 is provided on one main surface (the lower main surface in FIG. 18) of the piezoelectric layer 30 located on the support member 20 side.
  • the dielectric film 40 needs to be provided on the main surface (the upper main surface in FIG. 18) of the piezoelectric layer 30 opposite to the cavity 21 that is the energy confinement layer.
  • an elastic wave device that utilizes a thickness shear mode and a plate wave will be explained using an example of an elastic wave device that is not provided with a dielectric film. Note that the following description uses an example in which the functional electrode is an IDT electrode.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing the appearance of an example of an elastic wave device that utilizes bulk waves in thickness shear mode.
  • FIG. 20 is a plan view showing the electrode structure on the piezoelectric layer of the acoustic wave device shown in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of a portion taken along line AA in FIG. 19.
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric layer 2 made of, for example, LiNbO 3 .
  • the piezoelectric layer 2 may be made of LiTaO 3 .
  • the cut angle of LiNbO 3 or LiTaO 3 is, for example, a Z cut, but may also be a rotational Y cut or an X cut.
  • the propagation directions of Y propagation and X propagation are ⁇ 30°.
  • the thickness of the piezoelectric layer 2 is not particularly limited, but in order to effectively excite the thickness shear mode, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less.
  • the piezoelectric layer 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b that face each other.
  • Electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2, on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2, an electrode 3 and an electrode 4 are provided.
  • electrode 3 is an example of a "first electrode”
  • electrode 4 is an example of a "second electrode”.
  • the plurality of electrodes 3 are the plurality of first electrode fingers connected to the first busbar electrode 5.
  • the plurality of electrodes 4 are a plurality of second electrode fingers connected to the second busbar electrode 6.
  • the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4 are interposed with each other. Electrode 3 and electrode 4 have a rectangular shape and have a length direction.
  • the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in a direction perpendicular to this length direction.
  • Electrodes 3 and 4 constitute an IDT (Interdigital Transducer) electrode.
  • the length direction of the electrodes 3 and 4 and the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 are both directions that intersect the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Therefore, it can be said that the electrode 3 and the adjacent electrode 4 face each other in the direction intersecting the thickness direction of the piezoelectric layer 2. Further, the length direction of the electrodes 3 and 4 may be replaced with the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 shown in FIGS. 19 and 20. That is, in FIGS.
  • the electrodes 3 and 4 may be extended in the direction in which the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 are extended. In that case, the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6 will extend in the direction in which the electrodes 3 and 4 extend in FIGS. 19 and 20.
  • a plurality of pairs of structures in which an electrode 3 connected to one potential and an electrode 4 connected to the other potential are adjacent to each other are provided in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4.
  • the expression “electrode 3 and electrode 4 are adjacent” does not mean that electrode 3 and electrode 4 are arranged so as to be in direct contact with each other, but when electrode 3 and electrode 4 are arranged with a gap between them.
  • the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4, that is, the pitch, is preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Note that the center-to-center distance between the electrodes 3 and 4 refers to the center of the width dimension of the electrode 3 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 3, and the width dimension of the electrode 4 in the direction orthogonal to the length direction of the electrode 4.
  • the distance between the center of refers to the average value of the distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4 among 1.5 or more pairs of electrodes 3 and 4.
  • the width of the electrodes 3 and 4, that is, the dimension in the opposing direction of the electrodes 3 and 4 is preferably in the range of 150 nm or more and 1000 nm or less.
  • the direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4 is the direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric layer 2.
  • “orthogonal” is not limited to strictly orthogonal, but approximately orthogonal (for example, the angle between the direction orthogonal to the length direction of the electrodes 3 and 4 and the polarization direction is 90° ⁇ 10°) But that's fine.
  • a support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b side of the piezoelectric layer 2 with an intermediate layer (also called a bonding layer) 7 interposed therebetween.
  • the intermediate layer 7 and the support substrate 8 have a frame-like shape, and have openings 7a and 8a as shown in FIG. Thereby, a cavity 9 is formed.
  • the cavity 9 is provided so as not to hinder the vibration of the excitation region C (see FIG. 20) of the piezoelectric layer 2. Therefore, the support substrate 8 is laminated on the second main surface 2b with the intermediate layer 7 interposed therebetween at a position that does not overlap with the portion where at least one pair of electrodes 3 and 4 are provided. Note that the intermediate layer 7 may not be provided. Therefore, the support substrate 8 can be laminated directly or indirectly on the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2.
  • the intermediate layer 7 is made of silicon oxide, for example. However, other than silicon oxide, an appropriate insulating material such as silicon oxynitride or alumina can be used.
  • the support substrate 8 is made of Si. The plane orientation of the Si surface on the piezoelectric layer 2 side may be (100), (110), or (111). Preferably, Si has a high resistivity of 4 k ⁇ or more. However, the support substrate 8 can also be constructed using an appropriate insulating material or semiconductor material.
  • Examples of materials for the support substrate 8 include aluminum oxide, lithium tantalate, lithium niobate, piezoelectric materials such as crystal, alumina, magnesia, sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, zirconia, cordierite, mullite, and starch.
  • Various ceramics such as tite and forsterite, dielectrics such as diamond and glass, semiconductors such as gallium nitride, etc. can be used.
  • the plurality of electrodes 3, electrodes 4, first busbar electrode 5, and second busbar electrode 6 are made of an appropriate metal or alloy such as Al or AlCu alloy.
  • the electrode 3, the electrode 4, the first busbar electrode 5, and the second busbar electrode 6 have a structure in which an Al film is laminated on a Ti film. Note that an adhesive layer other than the Ti film may be used.
  • an AC voltage is applied between the plurality of electrodes 3 and the plurality of electrodes 4. More specifically, an AC voltage is applied between the first busbar electrode 5 and the second busbar electrode 6.
  • d/p is 0. It is considered to be 5 or less. Therefore, the bulk wave in the thickness shear mode is effectively excited, and good resonance characteristics can be obtained. More preferably, d/p is 0.24 or less, in which case even better resonance characteristics can be obtained.
  • the distance p between the centers of the adjacent electrodes 3 and 4 is the average distance between the centers of the adjacent electrodes 3 and 4.
  • the elastic wave device 1 of this embodiment has the above configuration, even if the logarithm of the electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to achieve miniaturization, the Q value is unlikely to decrease. This is because the resonator does not require reflectors on both sides and has little propagation loss. Further, the reason why the reflector is not required is because the bulk wave in the thickness shear mode is used. The difference between the Lamb wave used in a conventional elastic wave device and the thickness-shear mode bulk wave will be explained with reference to FIGS. 22 and 23.
  • FIG. 22 is a schematic front sectional view for explaining Lamb waves propagating through the piezoelectric film of the acoustic wave device.
  • the elastic wave device described in Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 2012-257019
  • waves propagate in the piezoelectric film 201 as indicated by arrows.
  • the first main surface 201a and the second main surface 201b are opposite to each other, and the thickness direction connecting the first main surface 201a and the second main surface 201b is the Z direction. It is.
  • the X direction is the direction in which the electrode fingers of the IDT electrodes are lined up.
  • the Lamb wave the wave propagates in the X direction as shown.
  • the piezoelectric film 201 vibrates as a whole, but since the wave propagates in the X direction, reflectors are placed on both sides to obtain resonance characteristics. Therefore, wave propagation loss occurs, and when miniaturization is attempted, that is, when the number of logarithms of electrode fingers is reduced, the Q value decreases.
  • FIG. 23 is a schematic front cross-sectional view for explaining a thickness-shear mode bulk wave propagating through a piezoelectric layer of an elastic wave device.
  • the waves connect the first main surface 2a and the second main surface 2b of the piezoelectric layer 2. It propagates almost in the Z direction, and resonates. That is, the X-direction component of the wave is significantly smaller than the Z-direction component. Since resonance characteristics are obtained by the propagation of waves in the Z direction, a reflector is not required. Therefore, no propagation loss occurs when propagating to the reflector. Therefore, even if the number of electrode pairs consisting of electrodes 3 and 4 is reduced in an attempt to promote miniaturization, the Q value is unlikely to decrease.
  • FIG. 24 is a diagram showing the amplitude direction of the bulk wave in the thickness shear mode. As shown in FIG. 24, the amplitude direction of the bulk wave in the thickness shear mode is opposite between the first region 451 included in the excitation region C of the piezoelectric layer 2 and the second region 452 included in the excitation region C.
  • FIG. 24 schematically shows a bulk wave when a voltage is applied between electrode 3 and electrode 4 such that electrode 4 has a higher potential than electrode 3.
  • the first region 451 is a region of the excitation region C between a virtual plane VP1 that is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer 2 and bisects the piezoelectric layer 2, and the first main surface 2a.
  • the second region 452 is a region of the excitation region C between the virtual plane VP1 and the second principal surface 2b.
  • the elastic wave device 1 As mentioned above, in the elastic wave device 1, at least one pair of electrodes consisting of the electrode 3 and the electrode 4 are arranged, but since the wave is not propagated in the X direction, the elastic wave device 1 is made up of the electrodes 3 and 4. There does not necessarily have to be a plurality of pairs of electrodes. That is, it is only necessary that at least one pair of electrodes be provided.
  • the electrode 3 is an electrode connected to a hot potential
  • the electrode 4 is an electrode connected to a ground potential.
  • the electrode 3 may be connected to the ground potential
  • the electrode 4 may be connected to the hot potential.
  • at least one pair of electrodes is an electrode connected to a hot potential or an electrode connected to a ground potential, as described above, and no floating electrode is provided.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG. 19. Note that the design parameters of the elastic wave device 1 that obtained this resonance characteristic are as follows.
  • Intermediate layer 7 silicon oxide film with a thickness of 1 ⁇ m.
  • Support substrate 8 Si substrate.
  • the length of the excitation region C is a dimension along the length direction of the electrodes 3 and 4 of the excitation region C.
  • the distances between the electrode pairs made up of the electrodes 3 and 4 were all equal in multiple pairs. That is, the electrodes 3 and 4 were arranged at equal pitches.
  • d/p is preferably 0.5 or less, More preferably it is 0.24 or less. This will be explained with reference to FIG. 26.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between d/2p and the fractional band as a resonator of an acoustic wave device, where p is the distance between the centers of adjacent electrodes and d is the thickness of the piezoelectric layer.
  • the at least one pair of electrodes may be one pair, and in the case of one pair of electrodes, the above p is the distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4. Furthermore, in the case of 1.5 or more pairs of electrodes, the average distance between the centers of adjacent electrodes 3 and 4 may be set to p.
  • the thickness d of the piezoelectric layer if the piezoelectric layer 2 has thickness variations, a value obtained by averaging the thicknesses may be adopted.
  • FIG. 27 is a plan view of another example of an elastic wave device that utilizes bulk waves in thickness-shear mode.
  • a pair of electrodes including an electrode 3 and an electrode 4 are provided on the first main surface 2a of the piezoelectric layer 2.
  • K in FIG. 27 is the intersection width.
  • the number of pairs of electrodes may be one. Even in this case, if the above-mentioned d/p is 0.5 or less, bulk waves in the thickness shear mode can be excited effectively.
  • the metallization ratio MR of the adjacent electrodes 3 and 4 satisfies MR ⁇ 1.75(d/p)+0.075. In that case, spurious can be effectively reduced. This will be explained with reference to FIGS. 28 and 29.
  • FIG. 28 is a reference diagram showing an example of the resonance characteristics of the elastic wave device shown in FIG. 19.
  • a spurious signal indicated by arrow B appears between the resonant frequency and the anti-resonant frequency.
  • d/p 0.08 and the Euler angles of LiNbO 3 (0°, 0°, 90°).
  • the metallization ratio MR was set to 0.35.
  • the metallization ratio MR will be explained with reference to FIG. 20.
  • the area surrounded by the dashed line C becomes the excitation region.
  • This excitation region is the region where the electrode 3 overlaps the electrode 4 when the electrode 3 and the electrode 4 are viewed in a direction perpendicular to the length direction of the electrodes 3 and 4, that is, in a direction in which they face each other. and a region between electrodes 3 and 4 where electrodes 3 and 4 overlap.
  • the area of the electrodes 3 and 4 in the excitation region C with respect to the area of this excitation region becomes the metallization ratio MR. That is, the metallization ratio MR is the ratio of the area of the metallized portion to the area of the excitation region.
  • MR may be the ratio of the metallized portion included in all the excitation regions to the total area of the excitation regions.
  • FIG. 29 is a diagram showing the relationship between the fractional band and the amount of phase rotation of spurious impedance normalized by 180 degrees as the magnitude of spurious when a large number of elastic wave resonators are configured according to the present embodiment. It is. Note that the specific band was adjusted by variously changing the thickness of the piezoelectric layer and the dimensions of the electrode. Further, although FIG. 29 shows the results when a Z-cut piezoelectric layer made of LiNbO 3 is used, the same tendency is obtained when piezoelectric layers with other cut angles are used.
  • the spurious is as large as 1.0.
  • the fractional band exceeds 0.17, that is, exceeds 17%, a large spur with a spurious level of 1 or more will affect the pass band even if the parameters constituting the fractional band are changed. Appear within. That is, as in the resonance characteristic shown in FIG. 28, a large spurious signal indicated by arrow B appears within the band. Therefore, it is preferable that the fractional band is 17% or less. In this case, by adjusting the thickness of the piezoelectric layer 2, the dimensions of the electrodes 3 and 4, etc., the spurious can be reduced.
  • FIG. 30 is a diagram showing the relationship between d/2p, metallization ratio MR, and fractional band.
  • various elastic wave devices having different d/2p and MR were constructed and the fractional bands were measured.
  • the hatched area on the right side of the broken line D in FIG. 30 is the area where the fractional band is 17% or less.
  • FIG. 31 is a diagram showing a map of the fractional band with respect to Euler angles (0°, ⁇ , ⁇ ) of LiNbO 3 when d/p is brought as close to 0 as possible.
  • the hatched areas in FIG. 31 are regions where a fractional band of at least 5% can be obtained, and the range of these regions can be approximated by the following equations (1), (2), and (3). ).
  • equations (1), (2), and (3) .
  • ... 0° ⁇ 10°, 0° to 20°, arbitrary ⁇
  • ...Formula (1) (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, 0° to 60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ) or (0° ⁇ 10°, 20° to 80°, [180 °-60° (1-( ⁇ -50) 2 /900) 1/2 ] ⁇ 180°)
  • ...Formula (2) (0° ⁇ 10°, [180°-30° (1-( ⁇ -90) 2 /8100) 1/2 ] ⁇ 180°, arbitrary ⁇ ) ...Formula (3) Therefore, the Euler angle range of formula (1), formula (2), or formula (3) above is preferable because the fractional band can be made sufficiently wide.
  • FIG. 32 is a partially cutaway perspective view for explaining an example of an elastic wave device that utilizes Lamb waves.
  • the elastic wave device 81 has a support substrate 82.
  • the support substrate 82 is provided with an open recess on the upper surface.
  • a piezoelectric layer 83 is laminated on the support substrate 82 . Thereby, a cavity 9 is formed.
  • An IDT electrode 84 is provided on the piezoelectric layer 83 above the cavity 9 .
  • Reflectors 85 and 86 are provided on both sides of the IDT electrode 84 in the elastic wave propagation direction. In FIG. 32, the outer periphery of the cavity 9 is shown by a broken line.
  • the IDT electrode 84 includes a first busbar electrode 84a, a second busbar electrode 84b, an electrode 84c as a plurality of first electrode fingers, and an electrode 84d as a plurality of second electrode fingers. and has.
  • the plurality of electrodes 84c are connected to the first busbar electrode 84a.
  • the plurality of electrodes 84d are connected to the second busbar electrode 84b.
  • the plurality of electrodes 84c and the plurality of electrodes 84d are interposed with each other.
  • the elastic wave device 81 by applying an alternating current electric field to the IDT electrode 84 on the cavity 9, a Lamb wave as a plate wave is excited. Since the reflectors 85 and 86 are provided on both sides, the resonance characteristic due to the Lamb wave described above can be obtained.
  • the elastic wave device of the present invention may utilize plate waves such as Lamb waves.
  • the elastic wave device of the present invention may utilize bulk waves. That is, the elastic wave device of the present invention can also be applied to a bulk acoustic wave (BAW) element.
  • the functional electrodes are an upper electrode and a lower electrode.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view schematically showing an example of an elastic wave device that uses bulk waves.
  • the elastic wave device 90 includes a support substrate 91.
  • a cavity 93 is provided so as to penetrate the support substrate 91.
  • a piezoelectric layer 92 is laminated on a support substrate 91 .
  • An upper electrode 94 is provided on the first main surface 92a of the piezoelectric layer 92, and a lower electrode 95 is provided on the second main surface 92b of the piezoelectric layer 92.
  • an intermediate layer may be provided between the support substrate 91 and the piezoelectric layer 92.

Landscapes

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Abstract

弾性波装置１０は、エネルギー閉じ込め層（例えば空洞部２１）を一方主面に有する支持部材２０と、上記エネルギー閉じ込め層を覆うように支持部材２０の上記一方主面に設けられた圧電層３０と、圧電層３０の少なくとも一方主面に設けられており、圧電層３０の厚み方向から見て少なくとも一部が上記エネルギー閉じ込め層と重なる機能電極３２と、上記エネルギー閉じ込め層とは反対側の圧電層３０の主面に設けられた誘電体膜４０と、を備える。圧電層３０は、機能電極３２が設けられた機能電極部３１Ａと、機能電極部以外の部分３１Ｂとからなる。誘電体膜４０は、少なくとも機能電極部３１Ａに設けられている。機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の少なくとも一部分の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きい。

Description

弾性波装置及びその製造方法
　本発明は、弾性波装置及びその製造方法に関する。
　従来、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる圧電層を備える弾性波装置が知られている。
　特許文献１には、空洞部が形成された支持体と、上記支持体の上に上記空洞部と重なるように設けられている圧電基板と、上記圧電基板の上に上記空洞部と重なるように設けられているＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極と、を備え、上記ＩＤＴ電極により板波が励振される弾性波装置であって、上記空洞部の端縁部は、上記ＩＤＴ電極により励振される板波の伝搬方向と平行に延びる直線部を含まない、弾性波装置が開示されている。
　特許文献２には、支持基板と、上記支持基板上に設けられている圧電層と、上記圧電層上に設けられている機能電極と、上記圧電層上にそれぞれ設けられており、互いに対向し合っており、かつ互いに異なる電位である第１の電極膜及び第２の電極膜と、を備え、平面視において上記第１の電極膜及び上記第２の電極膜の間に位置する領域を電極膜間領域とし、平面視において上記第１の電極膜または上記第２の電極膜と重なっている領域を電極膜直下領域としたときに、上記電極膜間領域の少なくとも一部における上記圧電層の厚みが、上記電極膜直下領域における上記圧電層の厚みよりも薄い、弾性波装置が開示されている。
特開２０１２－２５７０１９号公報 国際公開第２０２２／０１４４４０号
　特許文献１及び特許文献２に記載されているように、支持基板の上に圧電層が形成され、その上に電極膜が形成された弾性波装置においては、電極膜に電気信号が印加されると、所望の特性を得るために必要な共振子部だけでなく、引き回し配線間の圧電層にも電圧が印加される。その場合、支持基板の厚み方向（Ｚ方向）にバルク波が励振される。このバルク波がピックアップされてしまうと、デバイス特性に細かいリップルが生じてしまうおそれがある。
　特許文献２には、配線間の圧電層を除去することにより、バルク波の励振を抑制してリップルを抑圧する技術が開示されている。しかしながら、この手法では、ある程度の圧電層が配線電極からはみ出すことは避けられないため、配線間で圧電層がはみ出した部分でバルク波が励振されることによるリップルが問題となる。そのため、リップルを完全に抑圧することは困難であった。
　本発明は、バルク波によるリップルがデバイス特性に与える影響を低減できる弾性波装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記弾性波装置の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の弾性波装置は、エネルギー閉じ込め層を一方主面に有する支持部材と、上記エネルギー閉じ込め層を覆うように上記支持部材の上記一方主面に設けられた圧電層と、上記圧電層の少なくとも一方主面に設けられており、上記圧電層の厚み方向から見て少なくとも一部が上記エネルギー閉じ込め層と重なる機能電極と、上記エネルギー閉じ込め層とは反対側の上記圧電層の主面に設けられた誘電体膜と、を備える。上記圧電層は、上記機能電極が設けられた機能電極部と、上記機能電極部以外の部分とからなる。上記誘電体膜は、少なくとも上記機能電極部に設けられている。上記機能電極部に設けられている上記誘電体膜の少なくとも一部分の厚みが、上記機能電極部以外の部分に設けられている上記誘電体膜の厚みよりも大きい。
　本発明の弾性波装置の製造方法は、エネルギー閉じ込め層を一方主面に有する支持部材と、上記エネルギー閉じ込め層を覆うように上記支持部材の上記一方主面に設けられた圧電層と、上記圧電層の少なくとも一方主面に設けられており、上記圧電層の厚み方向から見て少なくとも一部が上記エネルギー閉じ込め層と重なる機能電極と、を備え、上記圧電層は、上記機能電極が設けられた機能電極部と、上記機能電極部以外の部分とからなる、中間構造体を用意する工程と、上記エネルギー閉じ込め層とは反対側の上記圧電層の主面において、少なくとも上記機能電極部を覆うように上記中間構造体に誘電体膜を形成する工程と、上記機能電極部に設けられている上記誘電体膜の少なくとも一部分の厚みが、上記機能電極部以外の部分に設けられている上記誘電体膜の厚みよりも大きくなるように、上記中間構造体に形成された上記誘電体膜の厚みを調整する工程と、を含む。
　本発明によれば、バルク波によるリップルがデバイス特性に与える影響を低減できる弾性波装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、上記弾性波装置の製造方法を提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置のレイアウトの一例を模式的に示す平面図である。 図３は、図２に示す弾性波装置において、バルク波が励振される領域を示す平面図である。 図４は、図２に示す弾性波装置において、機能電極部の一例を模式的に示す平面図である。 図５は、機能電極部に設けられている誘電体膜の一例を模式的に示す断面図である。 図６は、機能電極部に設けられている誘電体膜の別の一例を模式的に示す断面図である。 図７は、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜の一例を模式的に示す断面図である。 図８Ａは、狭帯域での共振子特性の一例を示すグラフである。図８Ｂは、広帯域での共振子特性の一例を示すグラフである。 図９Ａは、狭帯域でのバルク波の特性の一例を示すグラフである。図９Ｂは、広帯域でのバルク波の特性の一例を示すグラフである。 図１０は、シミュレーションに用いた機能電極部以外の部分の構成を模式的に示す断面図である。 図１１Ａ～図１１Ｈは、シミュレーション結果を示すグラフである。 図１２は、本発明の第２実施形態に係る弾性波装置における機能電極部の一例を模式的に示す断面図である。 図１３は、中間構造体を用意する工程の一例を模式的に示す断面図である。 図１４は、中間構造体に誘電体膜を形成する工程の一例を模式的に示す断面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、中間構造体に形成された誘電体膜の厚みを調整する工程の一例を模式的に示す断面図である。 図１６は、中間構造体に誘電体膜を形成する工程の別の一例を模式的に示す断面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、中間構造体に形成された誘電体膜の厚みを調整する工程の別の一例を模式的に示す断面図である。 図１８は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置の別の一例を模式的に示す断面図である。 図１９は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の一例の外観を示す略図的斜視図である。 図２０は、図１９に示す弾性波装置の圧電層上の電極構造を示す平面図である。 図２１は、図１９中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。 図２２は、弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。 図２３は、弾性波装置の圧電層を伝播する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。 図２４は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。 図２５は、図１９に示す弾性波装置の共振特性の一例を示す図である。 図２６は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／２ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。 図２７は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の別の一例の平面図である。 図２８は、図１９に示す弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。 図２９は、本実施形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。 図３０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。 図３１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。 図３２は、ラム波を利用する弾性波装置の一例を説明するための部分切り欠き斜視図である。 図３３は、バルク波を利用する弾性波装置の一例を模式的に示す断面図である。
　以下、本発明の弾性波装置について説明する。
　本発明の弾性波装置は、第１、第２及び第３の態様において、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる圧電層と、圧電層の厚み方向に交差する方向において対向する第１電極及び第２電極とを備える。
　第１の態様では、厚み滑り１次モード等の厚み滑りモードのバルク波が利用されている。また、第２の態様では、第１電極及び前記第２電極は隣り合う電極同士であり、圧電層の厚みをｄ、第１電極及び第２電極の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐが０．５以下とされている。それによって、第１及び第２の態様では、小型化を進めた場合であっても、Ｑ値を高めることができる。
　また、第３の態様では、板波としてのラム波が利用される。そして、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　本発明の弾性波装置は、第４の態様において、圧電層と、圧電層を挟んで圧電層の厚み方向に対向する上部電極及び下部電極とを備える。圧電層は、例えば、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなり、好ましくは、ニオブ酸リチウム単結晶又はタンタル酸リチウム単結晶からなる。第４の態様では、バルク波が利用される。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　以下に示す図面は模式的なものであり、その寸法、縦横比の縮尺等は実際の製品とは異なる場合がある。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換又は組み合わせが可能である。また、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明の弾性波装置」という。
［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態に係る弾性波装置では、エネルギー閉じ込め層が空洞部である。
　図１は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置の一例を模式的に示す断面図である。
　図１に示す弾性波装置１０は、支持部材２０と、圧電層３０と、機能電極３２と、誘電体膜４０と、を備える。
　支持部材２０は、エネルギー閉じ込め層の一例である空洞部２１を有する。空洞部２１は、支持部材２０を厚み方向（図１における上下方向）に貫通してもよく、貫通しなくてもよい。図１に示す例では、支持部材２０を厚み方向に貫通するように空洞部２１が設けられている。空洞部２１が支持部材２０を厚み方向に貫通しない場合、支持部材２０は、空洞部２１を一方主面（図１では上側の主面）に有する。
　支持部材２０は、支持基板を含む。支持基板は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。
　支持部材２０は、圧電層３０が設けられた一方主面に中間層（接合層、絶縁層ともいう）を有してもよい。例えば、支持部材２０は、支持基板と、支持基板と圧電層との間に設けられた中間層と、を含んでもよい。中間層は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）からなる。
　支持部材２０が支持基板及び中間層を含む場合、例えば、中間層を厚み方向に貫通するように空洞部２１が設けられていてもよく、中間層を厚み方向に貫通しないように空洞部２１が設けられていてもよい。
　圧電層３０は、空洞部２１を覆うように支持部材２０の一方主面に設けられている。
　圧電層３０は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯｘ）又はタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯｘ）からなる。その場合、圧電層３０は、ＬｉＮｂＯ３又はＬｉＴａＯ３から構成されてもよい。
　機能電極３２は、圧電層３０の少なくとも一方主面に設けられており、圧電層３０の厚み方向（図１では上下方向）から見て少なくとも一部が空洞部２１と重なる。圧電層３０の厚み方向から見て、機能電極３２の全部が空洞部２１と重なるように設けられていてもよく、機能電極３２の一部が空洞部２１と重なるように設けられていてもよい。
　圧電層３０は、機能電極３２が設けられた機能電極部３１Ａと、機能電極部以外の部分３１Ｂと、からなる。機能電極部３１Ａは、共振子部に相当する。
　機能電極部３１Ａに設けられている機能電極３２は、例えば、圧電層３０の一方の主面に設けられたＩＤＴ電極である。
　機能電極部以外の部分３１Ｂは、例えば、引き回し配線部である。その場合、機能電極部以外の部分３１Ｂには、機能電極３２に接続される配線電極３３が設けられている。
　配線電極３３は、例えば、２層配線である。
　誘電体膜４０は、空洞部２１とは反対側の圧電層３０の主面（図１では上側の主面）に設けられており、少なくとも機能電極部３１Ａに設けられている。誘電体膜４０は、空洞部２１とは反対側の圧電層３０の主面（図１では上側の主面）において、機能電極部３１Ａ及び機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられていてもよく、機能電極部３１Ａのみに設けられていてもよい。
　誘電体膜４０は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の酸化ケイ素、Ｓｉ３Ｎ４等の窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、五酸化タンタル等からなる。
　圧電層３０上に誘電体膜４０を形成することにより、同一基板内での共振子の周波数に差を付けること、また、共振子の周波数を調整することができる。
　図１に示すように、圧電層３０上に設けられる誘電体膜４０の厚みが、共振子部である機能電極部３１Ａと機能電極部以外の部分３１Ｂで異なっている。具体的には、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の少なくとも一部分の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きい。これにより、バルク波の発生周波数とデバイスで使用する周波数帯とをずらすことができる。そのため、バルク波によるリップルがデバイス特性に与える影響を低減することができる。
　なお、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の全体の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよく、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の一部分の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよい。また、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みは、ゼロでもよい。すなわち、機能電極部以外の部分３１Ｂに誘電体膜４０が設けられていなくてもよい。
　例えば、機能電極３２としてＩＤＴ電極が圧電層３０の一方の主面に設けられているＸＢＡＲ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ－Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｆｉｌｍ　Ｂｕｌｋ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）素子の場合、共振子部で励振される振動と、引き回し配線間で励振される振動は、どちらも圧電層３０の平面方向の電界で励振される厚み滑り振動である。すなわち、共振子部でデバイス特性に利用される波と、引き回し配線部で励振されるバルク波は、どちらも同じものであり、ほぼ同じ周波数帯で励振される。そこで、共振子部の誘電体膜に比べて引き回し配線部の誘電体膜を薄くすることによって、バルク波が発生する周波数をデバイスの周波数より高くすることができる。
　なお、従来においても、同一基板内での共振子の周波数に差を付けるため、また、共振子の周波数を調整するために、圧電層上に誘電体膜に形成することは行われている。
　しかしながら、誘電体膜の厚みによって周波数に差を付ける場合、まずは周波数が低い側の共振子にとって必要な厚みの誘電体膜を圧電層の全面に成膜し、その後、周波数が高い側の共振子上の誘電体膜を選択的にエッチングする手法が一般的である。この場合、共振子部以外の部分にも誘電体膜が形成された後、周波数が高い側の共振子上の誘電体膜が選択的にエッチングされるため、周波数が低い側の共振子上の誘電体膜の厚みは、共振子部以外の部分の誘電体膜の厚みと同等である。
　さらに、各共振子の周波数を個別に調整する際には、共振子部のみを選択的にエッチングするのが一般的である。この場合、共振子部以外の部分には誘電体膜が残るため、共振子部に比べて、共振子部以外の部分の方が、誘電体膜の厚みは大きくなる。
　以上より、従来の構成においては、共振子部に設けられている誘電体膜の厚みが、共振子部以外の部分に設けられている誘電体膜の厚みと同等であるか、又は、共振子部以外の部分に設けられている誘電体膜の厚みよりも小さいことが一般的である。
　図２は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置のレイアウトの一例を模式的に示す平面図である。
　図２は、米国特許出願公開第２０２０／００２１２７１号明細書の図１９を基に作成されている。図２に示す例では、機能電極部Ｘ１ＡとＸ１Ｂ、Ｘ２ＡとＸ２Ｃ、Ｘ２ＢとＸ２Ｄ、Ｘ３、Ｘ４ＡとＸ４Ｃ、Ｘ４ＢとＸ４Ｄ、Ｘ５ＡとＸ５Ｂが、一点鎖線で示す中心軸に関して対称的に配置されている。
　図３は、図２に示す弾性波装置において、バルク波が励振される領域を示す平面図である。
　図３に示すように、異なる電位の配線電極（ＩＮ、ＯＵＴ、ＧＮＤ）に挟まれた領域（図３中の網掛け領域）でバルク波が励振される。この部分の誘電体膜の厚みで、バルク波の周波数が決まる。そのため、この部分の誘電体膜の厚みを、機能電極部の誘電体膜の厚みよりも薄くする。
　図４は、図２に示す弾性波装置において、機能電極部の一例を模式的に示す平面図である。
　図２中のＸ１Ａ等の機能電極部において、機能電極３２は、図４に示すような櫛形電極構造を有している。
　図５は、機能電極部に設けられている誘電体膜の一例を模式的に示す断面図である。図６は、機能電極部に設けられている誘電体膜の別の一例を模式的に示す断面図である。なお、図５及び図６は、図４中のＡ－Ａ線に沿った断面を表している。
　図５に示すように誘電体膜４０の表面が圧電層３０上で平坦化されている場合、「機能電極部に設けられている誘電体膜の厚み」とは、Ｔ２で示す部分の厚みを表す。上述した機能電極部（共振子部）で励振される弾性波の周波数は、Ｔ１で示す部分の厚み（すなわち、機能電極３２の上に設けられている誘電体膜４０の厚み）よりも、Ｔ２で示す部分の厚み（すなわち、機能電極３２の電極指間の圧電層３０の上に設けられている誘電体膜４０の厚み）の影響が大きいためである。
　図６に示すように、誘電体膜４０の厚みが一定である場合も同様に、「機能電極部に設けられている誘電体膜の厚み」とは、Ｔ２で示す部分の厚みを表す。
　図７は、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜の一例を模式的に示す断面図である。なお、図７は、図２中のＢ－Ｂ線に沿った断面を表している。
　図７に示すように誘電体膜４０が圧電層３０及び配線電極３３の上に設けられている場合、「機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜の厚み」とは、ｔ２で示す部分の厚みを表す。上述したバルク波が励振されるのは、配線電極３３の間で電極が形成されていない領域の圧電層３０である。そのため、バルク波が励振される周波数を主に決めているのは、この部分の圧電層３０と誘電体膜４０の厚みであるので、ｔ２で示す部分の厚み（すなわち、機能電極部以外の部分において、電位が異なる配線電極３３間で電極が形成されていない圧電層３０の上に設けられている誘電体膜４０の厚み）がバルク波の励振周波数と関係する。一方、ｔ１で示す部分の厚み（すなわち、配線電極３３の上に設けられている誘電体膜４０の厚み）は、バルク波の励振周波数と関係がない。
　図８Ａは、狭帯域での共振子特性の一例を示すグラフである。図８Ｂは、広帯域での共振子特性の一例を示すグラフである。図９Ａは、狭帯域でのバルク波の特性の一例を示すグラフである。図９Ｂは、広帯域でのバルク波の特性の一例を示すグラフである。
　上述のとおり、機能電極部（共振子部）でデバイス特性に利用される波と、機能電極部以外の部分（引き回し配線部等）で励振されるバルク波は、どちらも同じものであり、ほぼ同じ周波数帯で励振される。機能電極部以外の部分で誘電体膜を薄くすることにより、図９Ａ及び図９Ｂに示すバルク波レスポンスを高周波化して、共振子の周波数とバルク波レスポンスの周波数をずらすことができる。
　本発明の効果を確認するため、以下のシミュレーションを行った。
　図１０は、シミュレーションに用いた機能電極部以外の部分の構成を模式的に示す断面図である。
　図１０に示すように、配線電極３３に印加された電気信号により、圧電層３０に電界が印加されて弾性波が励振・放射される。これが支持部材２０の底面で反射して、再び圧電層３０と配線電極３３で電気信号に変換される、というシミュレーションを行った。
　支持部材２０は、支持基板２０Ａ及び中間層２０Ｂを含む。支持基板２０Ａ、中間層２０Ｂ、圧電層３０及び誘電体膜４０について、材料及び厚みを図１０に示す。
　図１１Ａ～図１１Ｈは、シミュレーション結果を示すグラフである。
　図１１Ａ～図１１Ｈに示すように、誘電体膜を薄くすることにより、ピークが高周波側にシフトすることが分かる。これを利用して、細かいリップルがフィルタの帯域内に発生しないようにすることができる。
［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に係る弾性波装置では、エネルギー閉じ込め層が音響反射層である。
　図１２は、本発明の第２実施形態に係る弾性波装置における機能電極部の一例を模式的に示す断面図である。
　図１２に示す弾性波装置１０Ａは、支持部材２０と、圧電層３０と、機能電極３２と、誘電体膜４０と、を備える。
　支持部材２０は、エネルギー閉じ込め層の別の一例である音響反射層２２を一方主面（図１２では上側の主面）に有する。音響反射層２２は、いわゆる音響ブラッグ反射器である。
　音響反射層２２は、第１音響インピーダンスを有する第１層２２Ａと、第１層２２Ａに積層され、第１音響インピーダンスよりも高い第２音響インピーダンスを有する第２層２２Ｂと、含む。図１２に示すように、音響反射層２２では、第１層２２Ａと第２層２２Ｂとが交互に積層されることが好ましい。
　第１層２２Ａの音響インピーダンスは、第２層２２Ｂの音響インピーダンスよりも低い。このような第１層２２Ａは、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）からなる。第１層２２Ａは、酸化ケイ素以外の無機酸化物や、Ａｌ、Ｔｉ等の金属から構成されてもよい。
　第２層２２Ｂの音響インピーダンスは、第１層２２Ａの音響インピーダンスよりも高い。このような第２層２２Ｂは、例えば、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ等の金属や、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、窒化ハフニウム、窒化アルミニウム等の誘電体からなる。
　支持部材２０は、支持基板を含む。支持部材２０は、圧電層３０が設けられた一方主面に中間層を有してもよい。例えば、支持部材２０は、支持基板と、支持基板と圧電層との間に設けられた中間層と、を含んでもよい。
　圧電層３０は、音響反射層２２を覆うように支持部材２０の一方主面に設けられている。
　機能電極３２は、圧電層３０の少なくとも一方主面に設けられており、圧電層３０の厚み方向（図１２では上下方向）から見て少なくとも一部が音響反射層２２と重なる。圧電層３０の厚み方向から見て、機能電極３２の全部が音響反射層２２と重なるように設けられていてもよく、機能電極３２の一部が音響反射層２２と重なるように設けられていてもよい。
　圧電層３０は、機能電極３２が設けられた機能電極部３１Ａと、機能電極部以外の部分（図示せず）と、からなる。機能電極部３１Ａは、共振子部に相当する。
　誘電体膜４０は、音響反射層２２とは反対側の圧電層３０の主面（図１２では上側の主面）に設けられており、少なくとも機能電極部３１Ａに設けられている。誘電体膜４０は、音響反射層２２とは反対側の圧電層３０の主面（図１２では上側の主面）において、機能電極部３１Ａ及び機能電極部以外の部分（図示せず）に設けられていてもよく、機能電極部３１Ａのみに設けられていてもよい。
　図示されていないが、第１実施形態と同様、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の少なくとも一部分の厚みが、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きい。これにより、バルク波の発生周波数とデバイスで使用する周波数帯とをずらすことができる。そのため、バルク波によるリップルがデバイス特性に与える影響を低減することができる。
　なお、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の全体の厚みが、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよく、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の一部分の厚みが、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよい。また、機能電極部以外の部分に設けられている誘電体膜４０の厚みは、ゼロでもよい。すなわち、機能電極部以外の部分に誘電体膜４０が設けられていなくてもよい。
　その他の構成は、第１実施形態と共通である。
　以下、本発明の弾性波装置の製造方法について説明する。
　本発明の弾性波装置の製造方法は、中間構造体を用意する工程と、上記中間構造体に誘電体膜を形成する工程と、上記中間構造体に形成された上記誘電体膜の厚みを調整する工程と、を含む。
　図１３は、中間構造体を用意する工程の一例を模式的に示す断面図である。
　図１３に示すように、支持部材２０と圧電層３０と機能電極３２とを備える中間構造体５０を用意する。
　支持部材２０は、空洞部２１等のエネルギー閉じ込め層を一方主面（図１３では上側の主面）に有する。エネルギー閉じ込め層は、例えば、音響反射層２２（図１２参照）であってもよい。
　圧電層３０は、空洞部２１等のエネルギー閉じ込め層を覆うように支持部材２０の一方主面に設けられている。
　機能電極３２は、圧電層３０の少なくとも一方主面に設けられており、圧電層３０の厚み方向（図１３では上下方向）から見て少なくとも一部が空洞部２１等のエネルギー閉じ込め層と重なる。
　圧電層３０は、機能電極３２が設けられた機能電極部３１Ａと、機能電極部以外の部分３１Ｂと、からなる。機能電極部３１Ａは、共振子部に相当する。
　機能電極部以外の部分３１Ｂは、例えば、引き回し配線部である。その場合、機能電極部以外の部分３１Ｂには、機能電極３２に接続される配線電極３３が設けられている。
　図１４は、中間構造体に誘電体膜を形成する工程の一例を模式的に示す断面図である。
　図１４に示すように、空洞部２１等のエネルギー閉じ込め層とは反対側の圧電層３０の主面（図１４では上側の主面）において、少なくとも機能電極部３１Ａを覆うように中間構造体５０に誘電体膜４０を形成する。空洞部２１等のエネルギー閉じ込め層とは反対側の圧電層３０の主面（図１４では上側の主面）において、機能電極部３１Ａ及び機能電極部以外の部分３１Ｂを覆うように中間構造体５０に誘電体膜４０を形成してもよく、機能電極部３１Ａのみを覆うように中間構造体５０に誘電体膜４０を形成してもよい。
　図１４に示す例では、支持部材２０上の圧電層３０の全体に厚く誘電体膜４０が成膜されている。
　図１５Ａ及び図１５Ｂは、中間構造体に形成された誘電体膜の厚みを調整する工程の一例を模式的に示す断面図である。
　図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の少なくとも一部分の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくなるように、中間構造体５０に形成された誘電体膜４０の厚みを調整する。
　なお、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の全体の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよく、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の一部分の厚みが、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みよりも大きくてもよい。また、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０の厚みは、ゼロでもよい。すなわち、機能電極部以外の部分３１Ｂに誘電体膜４０が設けられていなくてもよい。
　図１５Ａ及び図１５Ｂに示す例では、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０を除去する。例えば、機能電極部３１Ａのみにレジスト５１を形成して、機能電極部以外の部分３１Ｂに設けられている誘電体膜４０をエッチングにより除去する。
　図１６は、中間構造体に誘電体膜を形成する工程の別の一例を模式的に示す断面図である。
　図１６に示す例では、支持部材２０上の圧電層３０の全体に薄く誘電体膜４０が成膜されている。
　図１７Ａ及び図１７Ｂは、中間構造体に形成された誘電体膜の厚みを調整する工程の別の一例を模式的に示す断面図である。
　図１７Ａ及び図１７Ｂに示す例では、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の上に、さらに誘電体膜４０を形成する。例えば、機能電極部以外の部分３１Ｂにレジスト５１を形成して、機能電極部３１Ａに設けられている誘電体膜４０の上に、さらに誘電体膜４０を成膜する。
　なお、図１７Ａ及び図１７Ｂに示す方法は、機能電極部３１Ａの周波数調整にも適用可能である。
　以上の工程を経て、図１５Ｂ又は図１７Ｂに示す弾性波装置１０が得られる。
［その他の実施形態］
　本発明の弾性波装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、弾性波装置の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
　これまでの実施形態では、支持部材とは反対側に機能電極が設けられているが、エネルギー閉じ込め層が空洞部である場合には、支持部材側に機能電極が設けられていてもよい。
　図１８は、本発明の第１実施形態に係る弾性波装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
　図１８に示す弾性波装置１０Ｂでは、機能電極３２は、支持部材２０側に位置する圧電層３０の一方の主面（図１８では下側の主面）に設けられている。
　その一方で、誘電体膜４０は、エネルギー閉じ込め層である空洞部２１とは反対側の圧電層３０の主面（図１８では上側の主面）に設けられている必要がある。
　以下において、誘電体膜が設けられていない弾性波装置を例として用いて、厚み滑りモード及び板波を利用する弾性波装置の詳細を説明する。なお、以下においては、機能電極がＩＤＴ電極である場合の例を用いて説明する。
　図１９は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の一例の外観を示す略図的斜視図である。図２０は、図１９に示す弾性波装置の圧電層上の電極構造を示す平面図である。図２１は、図１９中のＡ－Ａ線に沿う部分の断面図である。
　弾性波装置１は、例えば、ＬｉＮｂＯ３からなる圧電層２を有する。圧電層２は、ＬｉＴａＯ３からなるものであってもよい。ＬｉＮｂＯ３又はＬｉＴａＯ３のカット角は、例えばＺカットであるが、回転Ｙカット又はＸカットであってもよい。好ましくは、Ｙ伝搬及びＸ伝搬±３０°の伝搬方位が好ましい。圧電層２の厚みは、特に限定されないが、厚み滑りモードを効果的に励振するには、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。圧電層２は、対向し合う第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有する。圧電層２の第１の主面２ａ上に、電極３及び電極４が設けられている。ここで電極３が「第１電極」の一例であり、電極４が「第２電極」の一例である。図１９及び図２０では、複数の電極３が、第１のバスバー電極５に接続されている複数の第１の電極指である。複数の電極４は、第２のバスバー電極６に接続されている複数の第２の電極指である。複数の電極３及び複数の電極４は、互いに間挿し合っている。電極３及び電極４は、矩形形状を有し、長さ方向を有する。この長さ方向と直交する方向において、電極３と、隣りの電極４とが対向している。これら複数の電極３、電極４、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６によりＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が構成されている。電極３，４の長さ方向、及び、電極３，４の長さ方向と直交する方向はいずれも、圧電層２の厚み方向に交差する方向である。このため、電極３と、隣りの電極４とは、圧電層２の厚み方向に交差する方向において対向しているともいえる。また、電極３，４の長さ方向が図１９及び図２０に示す電極３，４の長さ方向に直交する方向と入れ替わってもよい。すなわち、図１９及び図２０において、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６が延びている方向に電極３，４を延ばしてもよい。その場合、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、図１９及び図２０において電極３，４が延びている方向に延びることとなる。そして、一方電位に接続される電極３と、他方電位に接続される電極４とが隣り合う１対の構造が、上記電極３，４の長さ方向と直交する方向に、複数対設けられている。ここで電極３と電極４とが隣り合うとは、電極３と電極４とが直接接触するように配置されている場合ではなく、電極３と電極４とが間隔を介して配置されている場合を指す。また、電極３と電極４とが隣り合う場合、電極３と電極４との間には、他の電極３，４を含む、ホット電極又はグランド電極に接続される電極は配置されない。この対数は、整数対である必要はなく、１．５対又は２．５対などであってもよい。電極３，４間の中心間距離すなわちピッチは、１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲が好ましい。なお、電極３，４間の中心間距離とは、電極３の長さ方向と直交する方向における電極３の幅寸法の中心と、電極４の長さ方向と直交する方向における電極４の幅寸法の中心とを結んだ距離となる。さらに、電極３，４の少なくとも一方が複数本ある場合（電極３，４を一対の電極組とした場合に、１．５対以上の電極組がある場合）、電極３，４の中心間距離は、１．５対以上の電極３，４のうち隣り合う電極３，４それぞれの中心間距離の平均値を指す。また、電極３，４の幅、すなわち電極３，４の対向方向の寸法は、１５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲が好ましい。
　本実施形態において、Ｚカットの圧電層を用いる場合、電極３，４の長さ方向と直交する方向は、圧電層２の分極方向に直交する方向となる。圧電層２として他のカット角の圧電体を用いた場合には、この限りでない。ここにおいて、「直交」とは、厳密に直交する場合のみに限定されず、略直交（電極３，４の長さ方向と直交する方向と分極方向とのなす角度が例えば９０°±１０°）でもよい。
　圧電層２の第２の主面２ｂ側には、中間層（接合層とも呼ばれる）７を介して支持基板８が積層されている。中間層７及び支持基板８は、枠状の形状を有し、図２１に示すように、開口部７ａ，８ａを有する。それによって、空洞部９が形成されている。空洞部９は、圧電層２の励振領域Ｃ（図２０参照）の振動を妨げないために設けられている。従って、上記支持基板８は、少なくとも１対の電極３，４が設けられている部分と重ならない位置において、第２の主面２ｂに中間層７を介して積層されている。なお、中間層７は設けられずともよい。従って、支持基板８は、圧電層２の第２の主面２ｂに直接または間接に積層され得る。
　中間層７は、例えば、酸化ケイ素からなる。もっとも、酸化ケイ素の他、酸窒化ケイ素、アルミナなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。支持基板８は、Ｓｉからなる。Ｓｉの圧電層２側の面における面方位は（１００）又は（１１０）であってもよく、（１１１）であってもよい。好ましくは、抵抗率４ｋΩ以上の高抵抗のＳｉが望ましい。もっとも、支持基板８についても適宜の絶縁性材料や半導体材料を用いて構成することができる。支持基板８の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶などの圧電体、アルミナ、マグネシア、サファイア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライトなどの各種セラミック、ダイヤモンド、ガラスなどの誘電体、窒化ガリウムなどの半導体などを用いることができる。
　上記複数の電極３、電極４、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、Ａｌ、ＡｌＣｕ合金などの適宜の金属もしくは合金からなる。本実施形態では、電極３、電極４、第１のバスバー電極５及び第２のバスバー電極６は、Ｔｉ膜上にＡｌ膜を積層した構造を有する。なお、Ｔｉ膜以外の密着層を用いてもよい。
　駆動に際しては、複数の電極３と、複数の電極４との間に交流電圧を印加する。より具体的には、第１のバスバー電極５と第２のバスバー電極６との間に交流電圧を印加する。それによって、圧電層２において励振される厚み滑りモードのバルク波を利用した、共振特性を得ることが可能とされている。また、弾性波装置１では、圧電層２の厚みをｄ、複数対の電極３，４のうちいずれかの隣り合う電極３，４の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐは０．５以下とされている。そのため、上記厚み滑りモードのバルク波が効果的に励振され、良好な共振特性を得ることができる。より好ましくは、ｄ／ｐは０．２４以下であり、その場合には、より一層良好な共振特性を得ることができる。なお、本実施形態のように電極３，４の少なくとも一方が複数本ある場合、すなわち、電極３，４を１対の電極組とした場合に電極３，４が１．５対以上ある場合、隣り合う電極３，４の中心間距離ｐは、各隣り合う電極３，４の中心間距離の平均距離となる。
　本実施形態の弾性波装置１では、上記構成を備えるため、小型化を図ろうとして、電極３，４の対数を小さくしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。これは、両側に反射器を必要としない共振器であり、伝搬ロスが少ないためである。また、上記反射器を必要としないのは、厚み滑りモードのバルク波を利用していることによる。従来の弾性波装置で利用したラム波と、上記厚み滑りモードのバルク波の相違を、図２２及び図２３を参照して説明する。
　図２２は、弾性波装置の圧電膜を伝搬するラム波を説明するための模式的正面断面図である。図２２に示すように、特許文献１（日本公開特許公報　特開２０１２－２５７０１９号公報）に記載のような弾性波装置では、圧電膜２０１中を矢印で示すように波が伝搬する。ここで、圧電膜２０１では、第１の主面２０１ａと、第２の主面２０１ｂとが対向しており、第１の主面２０１ａと第２の主面２０１ｂとを結ぶ厚み方向がＺ方向である。Ｘ方向は、ＩＤＴ電極の電極指が並んでいる方向である。図２２に示すように、ラム波では、波が図示のように、Ｘ方向に伝搬していく。板波であるため、圧電膜２０１が全体として振動するものの、波はＸ方向に伝搬するため、両側に反射器を配置して、共振特性を得ている。そのため、波の伝搬ロスが生じ、小型化を図った場合、すなわち電極指の対数を少なくした場合、Ｑ値が低下する。
　これに対して、図２３は、弾性波装置の圧電層を伝播する厚み滑りモードのバルク波を説明するための模式的正面断面図である。図２３に示すように、本実施形態の弾性波装置１では、振動変位は厚み滑り方向であるから、波は、圧電層２の第１の主面２ａと第２の主面２ｂとを結ぶ方向、すなわちＺ方向にほぼ伝搬し、共振する。すなわち、波のＸ方向成分がＺ方向成分に比べて著しく小さい。そして、このＺ方向の波の伝搬により共振特性が得られるため、反射器を必要としない。よって、反射器に伝搬する際の伝搬損失は生じない。従って、小型化を進めようとして、電極３，４からなる電極対の対数を減らしたとしても、Ｑ値の低下が生じ難い。
　図２４は、厚み滑りモードのバルク波の振幅方向を示す図である。厚み滑りモードのバルク波の振幅方向は、図２４に示すように、圧電層２の励振領域Ｃに含まれる第１領域４５１と、励振領域Ｃに含まれる第２領域４５２とで逆になる。図２４では、電極３と電極４との間に、電極４が電極３よりも高電位となる電圧が印加された場合のバルク波を模式的に示してある。第１領域４５１は、励振領域Ｃのうち、圧電層２の厚み方向に直交し圧電層２を２分する仮想平面ＶＰ１と、第１の主面２ａとの間の領域である。第２領域４５２は、励振領域Ｃのうち、仮想平面ＶＰ１と、第２の主面２ｂとの間の領域である。
　上記のように、弾性波装置１では、電極３と電極４とからなる少なくとも１対の電極が配置されているが、Ｘ方向に波を伝搬させるものではないため、この電極３，４からなる電極対の対数は複数対ある必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも１対の電極が設けられてさえおればよい。
　例えば、上記電極３がホット電位に接続される電極であり、電極４がグランド電位に接続される電極である。もっとも、電極３がグランド電位に、電極４がホット電位に接続されてもよい。本実施形態では、少なくとも１対の電極は、上記のように、ホット電位に接続される電極またはグランド電位に接続される電極であり、浮き電極は設けられていない。
　図２５は、図１９に示す弾性波装置の共振特性の一例を示す図である。なお、この共振特性を得た弾性波装置１の設計パラメータは以下の通りである。
　圧電層２：オイラー角（０°，０°，９０°）のＬｉＮｂＯ３、厚み＝４００ｎｍ。
　電極３と電極４の長さ方向と直交する方向に視たときに、電極３と電極４とが重なっている領域、すなわち励振領域Ｃの長さ＝４０μｍ、電極３，４からなる電極の対数＝２１対、電極間中心距離＝３μｍ、電極３，４の幅＝５００ｎｍ、ｄ／ｐ＝０．１３３。
　中間層７：１μｍの厚みの酸化ケイ素膜。
　支持基板８：Ｓｉ基板。
　なお、励振領域Ｃの長さとは、励振領域Ｃの電極３，４の長さ方向に沿う寸法である。
　弾性波装置１では、電極３，４からなる電極対の電極間距離は、複数対において全て等しくした。すなわち、電極３と電極４とを等ピッチで配置した。
　図２５から明らかなように、反射器を有しないにもかかわらず、比帯域が１２．５％である良好な共振特性が得られている。
　ところで、上記圧電層２の厚みをｄ、電極３と電極４との電極の中心間距離をｐとした場合、前述したように、本実施形態では、好ましくはｄ／ｐは０．５以下、より好ましくは０．２４以下である。これを、図２６を参照して説明する。
　図２５に示した共振特性を得た弾性波装置と同様に、但しｄ／２ｐを変化させ、複数の弾性波装置を得た。図２６は、隣り合う電極の中心間距離をｐ、圧電層の厚みをｄとした場合のｄ／２ｐと、弾性波装置の共振子としての比帯域との関係を示す図である。
　図２６から明らかなように、ｄ／２ｐが０．２５を超えると、すなわちｄ／ｐ＞０．５では、ｄ／ｐを調整しても、比帯域は５％未満である。これに対して、ｄ／２ｐ≦０．２５、すなわちｄ／ｐ≦０．５の場合には、その範囲内でｄ／ｐを変化させれば、比帯域を５％以上とすることができ、すなわち高い結合係数を有する共振子を構成することができる。また、ｄ／２ｐが０．１２以下の場合、すなわちｄ／ｐが０．２４以下の場合には、比帯域を７％以上と高めることができる。加えて、ｄ／ｐをこの範囲内で調整すれば、より一層比帯域の広い共振子を得ることができ、より一層高い結合係数を有する共振子を実現することができる。従って、ｄ／ｐを０．５以下とすることにより、上記厚み滑りモードのバルク波を利用した、高い結合係数を有する共振子を構成し得ることがわかる。
　なお、前述したように、少なくとも１対の電極は、１対でもよく、上記ｐは、１対の電極の場合、隣り合う電極３，４の中心間距離とする。また、１．５対以上の電極の場合には、隣り合う電極３，４の中心間距離の平均距離をｐとすればよい。
　また、圧電層の厚みｄについては、圧電層２が厚みばらつきを有する場合、その厚みを平均化した値を採用すればよい。
　図２７は、厚み滑りモードのバルク波を利用する弾性波装置の別の一例の平面図である。
　弾性波装置６１では、圧電層２の第１の主面２ａ上において、電極３と電極４とを有する１対の電極が設けられている。なお、図２７中のＫが交差幅となる。前述したように、本実施形態の弾性波装置では、電極の対数は１対であってもよい。この場合においても、上記ｄ／ｐが０．５以下であれば、厚み滑りモードのバルク波を効果的に励振することができる。
　本実施形態の弾性波装置では、好ましくは、複数の電極３，４において、いずれかの隣り合う電極３，４が対向している方向に視たときに重なっている領域である励振領域に対する、上記隣り合う電極３，４のメタライゼーション比ＭＲが、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５を満たすことが望ましい。その場合には、スプリアスを効果的に小さくすることができる。これを、図２８及び図２９を参照して説明する。
　図２８は、図１９に示す弾性波装置の共振特性の一例を示す参考図である。矢印Ｂで示すスプリアスが、共振周波数と反共振周波数との間に現れている。なお、ｄ／ｐ＝０．０８として、かつＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，０°，９０°）とした。また、上記メタライゼーション比ＭＲ＝０．３５とした。
　メタライゼーション比ＭＲを、図２０を参照して説明する。図２０の電極構造において、１対の電極３，４に着目した場合、この１対の電極３，４のみが設けられるとする。この場合、一点鎖線Ｃで囲まれた部分が励振領域となる。この励振領域とは、電極３と電極４とを、電極３，４の長さ方向と直交する方向すなわち対向方向に視たときに電極３における電極４と重なり合っている領域、電極４における電極３と重なり合っている領域、及び、電極３と電極４との間の領域における電極３と電極４とが重なり合っている領域である。そして、この励振領域の面積に対する、励振領域Ｃ内の電極３，４の面積が、メタライゼーション比ＭＲとなる。すなわち、メタライゼーション比ＭＲは、メタライゼーション部分の面積の励振領域の面積に対する比である。
　なお、複数対の電極が設けられている場合、励振領域の面積の合計に対する全励振領域に含まれているメタライゼーション部分の割合をＭＲとすればよい。
　図２９は、本実施形態に従って、多数の弾性波共振子を構成した場合の比帯域と、スプリアスの大きさとしての１８０度で規格化されたスプリアスのインピーダンスの位相回転量との関係を示す図である。なお、比帯域については、圧電層の膜厚や電極の寸法を種々変更し、調整した。また、図２９は、ＺカットのＬｉＮｂＯ３からなる圧電層を用いた場合の結果であるが、他のカット角の圧電層を用いた場合においても、同様の傾向となる。
　図２９中の楕円Ｊで囲まれている領域では、スプリアスが１．０と大きくなっている。図２９から明らかなように、比帯域が０．１７を超えると、すなわち１７％を超えると、スプリアスレベルが１以上の大きなスプリアスが、比帯域を構成するパラメータを変化させたとしても、通過帯域内に現れる。すなわち、図２８に示す共振特性のように、矢印Ｂで示す大きなスプリアスが帯域内に現れる。よって、比帯域は１７％以下であることが好ましい。この場合には、圧電層２の膜厚や電極３，４の寸法などを調整することにより、スプリアスを小さくすることができる。
　図３０は、ｄ／２ｐと、メタライゼーション比ＭＲと、比帯域との関係を示す図である。上記弾性波装置において、ｄ／２ｐと、ＭＲが異なる様々な弾性波装置を構成し、比帯域を測定した。
　図３０の破線Ｄの右側のハッチングを付して示した部分が、比帯域が１７％以下の領域である。このハッチングを付した領域と、付していない領域との境界は、ＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０７５で表される。すなわち、ＭＲ＝１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。従って、好ましくは、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である。その場合には、比帯域を１７％以下としやすい。より好ましくは、図３０中の一点鎖線Ｄ１で示すＭＲ＝３．５（ｄ／２ｐ）＋０．０５の右側の領域である。すなわち、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５であれば、比帯域を確実に１７％以下にすることができる。
　図３１は、ｄ／ｐを限りなく０に近づけた場合のＬｉＮｂＯ３のオイラー角（０°，θ，ψ）に対する比帯域のマップを示す図である。
　図３１のハッチングを付して示した部分が、少なくとも５％以上の比帯域が得られる領域であり、当該領域の範囲を近似すると、下記の式（１）、式（２）及び式（３）で表される範囲となる。
　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
　従って、上記式（１）、式（２）または式（３）のオイラー角範囲の場合、比帯域を十分に広くすることができるため好ましい。
　図３２は、ラム波を利用する弾性波装置の一例を説明するための部分切り欠き斜視図である。
　弾性波装置８１は、支持基板８２を有する。支持基板８２には、上面に開いた凹部が設けられている。支持基板８２上に圧電層８３が積層されている。それによって、空洞部９が構成されている。この空洞部９の上方において圧電層８３上に、ＩＤＴ電極８４が設けられている。ＩＤＴ電極８４の弾性波伝搬方向両側に、反射器８５，８６が設けられている。図３２において、空洞部９の外周縁を破線で示す。ここでは、ＩＤＴ電極８４は、第１のバスバー電極８４ａと、第２のバスバー電極８４ｂと、複数本の第１の電極指としての電極８４ｃと、複数本の第２の電極指としての電極８４ｄとを有する。複数本の電極８４ｃは、第１のバスバー電極８４ａに接続されている。複数本の電極８４ｄは、第２のバスバー電極８４ｂに接続されている。複数本の電極８４ｃと、複数本の電極８４ｄとは間挿し合っている。
　弾性波装置８１では、上記空洞部９上のＩＤＴ電極８４に、交流電界を印加することにより、板波としてのラム波が励振される。そして、反射器８５，８６が両側に設けられているため、上記ラム波による共振特性を得ることができる。
　このように、本発明の弾性波装置は、ラム波等の板波を利用するものであってもよい。
　また、本発明の弾性波装置は、バルク波を利用するものであってもよい。すなわち、本発明の弾性波装置は、バルク弾性波（ＢＡＷ）素子にも適用できる。この場合、機能電極は、上部電極及び下部電極である。
　図３３は、バルク波を利用する弾性波装置の一例を模式的に示す断面図である。
　弾性波装置９０は、支持基板９１を備える。支持基板９１を貫通するように空洞部９３が設けられている。支持基板９１上に圧電層９２が積層されている。圧電層９２の第１の主面９２ａには上部電極９４が設けられ、圧電層９２の第２の主面９２ｂには下部電極９５が設けられている。図示されていないが、支持基板９１と圧電層９２との間には、中間層が設けられていてもよい。
　１　弾性波装置
　２　圧電層
　２ａ　圧電層の第１の主面
　２ｂ　圧電層の第２の主面
　３　第１電極
　４　第２電極
　５　第１のバスバー電極
　６　第２のバスバー電極
　７　中間層
　７ａ　開口部
　８　支持基板
　８ａ　開口部
　９　空洞部
　１０、１０Ａ、１０Ｂ　弾性波装置
　２０　支持部材
　２０Ａ　支持基板
　２０Ｂ　中間層
　２１　空洞部（エネルギー閉じ込め層の一例）
　２２　音響反射層（エネルギー閉じ込め層の別の一例）
　２２Ａ　第１層
　２２Ｂ　第２層
　３０　圧電層
　３１Ａ　機能電極部
　３１Ｂ　機能電極部以外の部分
　３２　機能電極
　３３　配線電極
　４０　誘電体膜
　５０　中間構造体
　５１　レジスト
　６１　弾性波装置
　８１　弾性波装置
　８２　支持基板
　８３　圧電層
　８４　ＩＤＴ電極
　８４ａ　第１のバスバー電極
　８４ｂ　第２のバスバー電極
　８４ｃ　第１電極（第１電極指）
　８４ｄ　第２電極（第２電極指）
　８５、８６　反射器
　９０　弾性波装置
　９１　支持基板
　９２　圧電層
　９２ａ　圧電層の第１の主面
　９２ｂ　圧電層の第２の主面
　９３　空洞部
　９４　上部電極
　９５　下部電極
　２０１　圧電膜
　２０１ａ　圧電膜の第１の主面
　２０１ｂ　圧電膜の第２の主面
　４５１　第１領域
　４５２　第２領域
　Ｃ　励振領域
　ＶＰ１　仮想平面
　Ｔ１　機能電極の上に設けられている誘電体膜の厚み
　Ｔ２　機能電極の電極指間の圧電層の上に設けられている誘電体膜の厚み
　ｔ１　配線電極の上に設けられている誘電体膜の厚み
　ｔ２　機能電極部以外の部分において、電位が異なる配線電極間で電極が形成されていない圧電層の上に設けられている誘電体膜の厚み

Claims (18)

  1. 　エネルギー閉じ込め層を一方主面に有する支持部材と、
    　前記エネルギー閉じ込め層を覆うように前記支持部材の前記一方主面に設けられた圧電層と、
    　前記圧電層の少なくとも一方主面に設けられており、前記圧電層の厚み方向から見て少なくとも一部が前記エネルギー閉じ込め層と重なる機能電極と、
    　前記エネルギー閉じ込め層とは反対側の前記圧電層の主面に設けられた誘電体膜と、
    を備え、
    　前記圧電層は、前記機能電極が設けられた機能電極部と、前記機能電極部以外の部分とからなり、
    　前記誘電体膜は、少なくとも前記機能電極部に設けられており、
    　前記機能電極部に設けられている前記誘電体膜の少なくとも一部分の厚みが、前記機能電極部以外の部分に設けられている前記誘電体膜の厚みよりも大きい、
    　弾性波装置。
  2. 　前記エネルギー閉じ込め層は、空洞部である、
    　請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記エネルギー閉じ込め層は、音響反射層であり、
    　前記音響反射層は、第１音響インピーダンスを有する第１層と、前記第１層に積層され、前記第１音響インピーダンスよりも高い第２音響インピーダンスを有する第２層とを含む、
    　請求項１に記載の弾性波装置。
  4. 　前記支持部材が、支持基板と、前記支持基板上に設けられた中間層とを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記機能電極は、１以上の第１電極と、前記１以上の第１電極が接続された第１のバスバー電極と、１以上の第２電極と、前記１以上の第２電極が接続された第２のバスバー電極と、を有する、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電層の厚みは、前記１以上の第１電極と前記１以上の第２電極のうち、隣り合う第１電極と第２電極との間の中心間距離をｐとした場合に２ｐ以下である、
    　請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムからなる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電層の厚みをｄ、前記１以上の第１電極と前記１以上の第２電極のうち、隣り合う第１電極と第２電極との間の中心間距離をｐとした場合、ｄ／ｐ≦０．５である、
    　請求項４～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　ｄ／ｐ≦０．２４である、
    　請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記１以上の第１電極と前記１以上の第２電極のうち、隣り合う第１電極と第２電極とが対向している方向に視たときに重なっている励振領域の面積に対する、前記隣り合う第１電極と第２電極との面積の割合であるメタライゼーション比をＭＲ、前記圧電層の厚みをｄ、前記隣り合う第１電極と第２電極との中心間距離をｐとした場合、ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０７５である、
    　請求項４～９のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  11. 　ＭＲ≦１．７５（ｄ／ｐ）＋０．０５である、
    　請求項４～１０のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  12. 　前記ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムのオイラー角（φ，θ，ψ）が、以下の式（１）、式（２）又は式（３）の範囲にある、
    　請求項７に記載の弾性波装置。
    　（０°±１０°，０°～２０°，任意のψ）　　…式（１）
    　（０°±１０°，２０°～８０°，０°～６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２）　または　（０°±１０°，２０°～８０°，［１８０°－６０°（１－（θ－５０）２／９００）１／２］～１８０°）　　…式（２）
    　（０°±１０°，［１８０°－３０°（１－（ψ－９０）２／８１００）１／２］～１８０°，任意のψ）　　…式（３）
  13. 　厚み滑りモードのバルク波を利用可能に構成されている、
    　請求項５～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電層が、前記一方主面と対向し合う他方主面を有し、
    　前記機能電極が、前記圧電層の前記一方主面に設けられている上部電極と、前記他方主面に設けられている下部電極とを有し、
    　前記上部電極及び前記下部電極が対向し合っている、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  15. 　前記圧電層が、ニオブ酸リチウム単結晶又はタンタル酸リチウム単結晶からなる、
    　請求項１４に記載の弾性波装置。
  16. 　エネルギー閉じ込め層を一方主面に有する支持部材と、前記エネルギー閉じ込め層を覆うように前記支持部材の前記一方主面に設けられた圧電層と、前記圧電層の少なくとも一方主面に設けられており、前記圧電層の厚み方向から見て少なくとも一部が前記エネルギー閉じ込め層と重なる機能電極と、を備え、前記圧電層は、前記機能電極が設けられた機能電極部と、前記機能電極部以外の部分とからなる、中間構造体を用意する工程と、
    　前記エネルギー閉じ込め層とは反対側の前記圧電層の主面において、少なくとも前記機能電極部を覆うように前記中間構造体に誘電体膜を形成する工程と、
    　前記機能電極部に設けられている前記誘電体膜の少なくとも一部分の厚みが、前記機能電極部以外の部分に設けられている前記誘電体膜の厚みよりも大きくなるように、前記中間構造体に形成された前記誘電体膜の厚みを調整する工程と、
    を含む、
    　弾性波装置の製造方法。
  17. 　前記誘電体膜の厚みを調整する工程では、前記機能電極部に設けられている前記誘電体膜の上に、さらに誘電体膜を形成する、
    　請求項１６に記載の弾性波装置の製造方法。
  18. 　前記誘電体膜の厚みを調整する工程では、前記機能電極部以外の部分に設けられている前記誘電体膜を除去する、
    　請求項１６に記載の弾性波装置の製造方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076473A1 (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器
JP2015170931A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス及びその製造方法
JP2018026735A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
JP2020014088A (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタ並びにマルチプレクサ
US20210119595A1 (en) * 2019-06-27 2021-04-22 Resonant Inc. Xbar frontside etch process using polysilicon sacrificial layer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076473A1 (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 弾性表面波フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器
JP2015170931A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス及びその製造方法
JP2018026735A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
JP2020014088A (ja) * 2018-07-17 2020-01-23 太陽誘電株式会社 弾性波共振器、フィルタ並びにマルチプレクサ
US20210119595A1 (en) * 2019-06-27 2021-04-22 Resonant Inc. Xbar frontside etch process using polysilicon sacrificial layer

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